锡矿山五窿道老采空区建筑地基稳定性数值模拟分析

为了分析锡矿山锑矿床五窿道区老采空区上方建筑地基稳定性, 对该区的采空区进行了现场调查, 分析和探讨了采空区建筑物移动变形机理和采空区围岩失稳机理。采用ABAQUS对采空区建筑地基稳定性进行三维有限元模拟分析, 研究表明, 该区采空区都存在破坏的可能, 对老采空区必须进行处理。     

低价值矿体复杂采空区群治理技术研究

来龙矿区方解石矿山采空区群体积已经达到了350万m3,矿体低价值的属性造成了采空区治理安全与经济的矛盾。为了有效地治理采空区,首先对350万m3的采空区进行了三维测量,建立了三维模型,然后对矿区的工程地质进行了调查,对采空区稳定性进行了评估,开发了采空区围岩稳定性连续监测系统,在矿区采空区群治理中得到了很好的应用。     

洛钼露天矿复杂采空区治理一体化技术应用

介绍了洛钼露天矿采空区探测、采空区稳定性监测和采空区处理一体化技术。洛钼露天矿采用高密度电法和地震映象法对采空区位置进行初探,再利用钻孔探测和三维激光探测方法对采空区赋存形态进行精确探测。利用微震监测技术对采空区稳定性进行全天候、实时和立体监测,在对矿山采区岩体稳定性微震量化评估、爆破震动对采空区稳定性影响和采空区治理前后稳定性监测等方面取得了很好的应用效果。采用碎石充填和控制爆破技术对不同采空区进行处理,并根据采空区的赋存特点和处理的难易程度,对采空区进行分类一次处理或分次处理。洛钼露天矿采用该一体化技术已经成功治理了大量采空区,保障了矿山的安全生产,对矿山的可持续发展有着重要的意义,对国内外相似矿山有重要的参考价值。     

基于Geomagic-Midas-FLAC3D的采空区稳定性分析

井下采空区稳定性分析是金属矿山常需面对的问题,采空区稳定性关系到空区周边开采的安全,对矿山安全生产、经济效益、社会效益等都起到至关重要的作用。从采空区现状调查出发,采用三维模型构建、理论计算及三维数值模拟对井下采空区稳定性进行了计算与分析,研究结果表明:在矿山开采现状条件下,对采空区进行了实地调查及三维激光扫描,切实掌握了各中段采空区的详细分布状况;采用Geomagic软件对采空区模型进行了精确解译,并精简了模型三角面片,可快速统计采空区长、宽、高及体积等基本参数,同时为模型构建提供了基础条件;采用理论计算及三维数值模拟两种方法对井下采空区稳定性问题进行了深入研究,并对井下采空区进行了稳定性安全分区分级。研究结果可为金属矿山采空区稳定性分析及采空区治理提供科学依据。     

黄岗铁矿采空区稳定性评价及治理方案研究

为对分段空场法和浅孔留矿法采后的空区进行治理,通过工程地质调查及室内岩石力学实验,获得了开采区域内上盘大理岩岩组、磁铁矿岩组、下盘矽卡岩岩组的岩石物理力学指标;通过计算岩体的稳定性系数,结合Mathews图解方法,得出了岩体的容许水力半径,对采空区的稳定性分级进行了判定。结合国内外采空区处理的经验和矿山实际情况,选择采用废石充填采空区方案对处于过渡区的采空区及其他需要及时处理的采空区进行治理,对其他采空区进行封闭处理。结果表明,实施采空区综合治理方案后,安全有效地对采空区进行了治理,消除了采空区对井下正常生产的影响。     

基于三维扫描技术的采空区群精准放顶爆破技术研究

为了消除地下采空区对露天开采的影响,对49-630采空区群进行放顶爆破处理。采用三维激光扫描技术对采空区群进行扫描,精确获取采空区形状参数,根据采空区顶板安全厚度,在661 m水平进行穿孔爆破,结合采空区模型确定放顶爆破合理参数,爆破后对爆破效果进行了定量和定性分析,采空区顶板完全塌落充填采空区,下陷体积与采空区体积相差6%,爆破效果较好,49-630采空区群处理方法可以应用在矿山其他区域,对其他矿山同样具有借鉴意义。     

基于神经网络的自然发火危险性评价与预测

对采空区煤炭自然发火进行了危险性评价,从自然发火条件入手,建立采空区自然发火事故模型,确定采空区发火现状危险等级为C级,较危险;利用采空区已有的自然发火预测指标建立BP神经网络的时间序列预测模型,对未来该采空区有无发火危险进行了预测,确定未来采空区发火可能性大小.结果表明:运用BP神经网络的时间序列预测模型对煤炭自然发火进行预测,采空区自然发火处于"有发火危险"程度,发火危险性较大,因此应做好采空区火灾预防工作.     

某铁矿山隐伏采空区精准探测方法

为消除采空区给铁矿山人员和生产带来的巨大安全隐患,对采空区精准探测方法进行了研究。在深入分析高密度电阻率法采空区探测工作原理的基础上,建立了采空区探测模型,据此总结出采空区在电阻率剖面图中所具有的高阻异常和电阻率突变的识别特征。以五台-吕梁地区某大型铁矿山采空区为例,进行了精准探测。根据采空区识别标志圈定了采空区异常的分布范围,采空区在探测成果图中有较明显的反映,电阻率异常特征与解译标志基本符合;钻探验证表明,通过高密度电阻率法可有效识别出采空区;结合采空区三维激光扫描成果,建立了采空区三维模型,精确地获取了采空区的空间特征信息。研究结果表明：采用高密度电阻率法圈定异常、钻探验证和三维激光扫描建模的综合探测方法可对铁矿山采空区进行高效、经济、精准探测。     

金属矿山地下采空区风险评价体系的研究

概述了采空区灾害的风险评价体系,提出了采空区风险评价的工作流程.首先对采空区进行危害辨识,在危害辨识的基础上进行风险分析和风险判断,得出采空区风险相对值,根据采空区风险评估结果确定有效的风险控制措施.阐述了采空区危害辨识和风险评估的基本原理及流程.     

采空区漏风流场的Fluent数值模拟

通过对采空区多孔介质的渗透特性的理论分析和试验测定,对采空区孔隙结构及渗透系数分布情况进行了深入的研究,建立采空区渗流数学模型,采用Fluent软件对采空区漏风流场进行数值模拟,揭示了采空区漏风流速、压力的分布规律,为今后定性定量分析采空区瓦斯涌出及浓度分布提供数学分析依据。     

不连沟煤矿特厚煤层综放面采空区自燃“三带”分布规律

 为有效防治采空区自燃,对不连沟煤矿特厚煤层6103综放工作面采空区自燃“三带”进行研究,建立了采空区气体渗流场模型,采用FLUENT软件对采空区氧浓度进行了数值模拟,总结采空区氧气浓度的分布规律。在此基础上,分析了散热带、氧化带的分布呈现不对称性及进风侧氧化带往采空区深部转移的原因;并结合现场实测,应用MIN-MAX优化理论对采空区自燃“三带”进行划分,得出能够抑制采空区自燃发火的最小安全推进速度,为该矿采空区防灭火工作提供了理论依据。     

弓长岭露天矿采空区稳定性综合评价

为了消除单一采空区稳定性评价方法的片面性,实现不同采空区稳定性评价方法的优势互补,达到对弓长岭露天矿台阶下方采空区精准判断的目的;分别采用了Mathew稳定图法和两端简支梁理论对弓长岭露天矿采空区的稳定性进行判断,采用模糊综合评价模型对不同的采空区稳定性判别结果进行综合评价,实现了对弓长岭露天矿采空区稳定性的准确判断。综合评价的结果显示：弓长岭露天矿何家采区的某采空区处于"一级预警"状态,采空区稳定,短期内发生失稳的风险较小。     

金属矿山地下采空区定量风险评价方法研究

概述了采空区灾害的风险评价体系,将采空区风险评价内容分解为危险性评价和易损性评价2个部分。借助模糊数学分析法定量分析了采空区危险性,通过对采空区灾害可能导致的损失情况进行分析,构建了采空区灾害社会经济易损度分级体系,得出了采空区灾害的风险指数,建立了采空区灾害的风险评估框架,实现了对采空区灾害的风险分级。     

回采过程中采空区瓦斯运移数值模拟研究

为掌握采空区瓦斯分布情况,指导采空区的瓦斯抽放工作.通过对采空区瓦斯来源,以及瓦斯涌出规律进行分析,建立了二维移动坐标下采空区瓦斯浓度场数学模型,并对其进行了无因次分析.采用有限差分法设计编制了计算机程序,通过对羊草沟矿采空区移动状态下瓦斯浓度场进行数值模拟,得到了推进速度为5m/d时的采空区瓦斯浓度分布状况.解算结果与理论分析得出的结果一致.这对矿井采空区瓦斯治理有重要的实际意义和价值.     

采空区“三带”划分数值模拟及其应用

根据通风网络理论,建立了采空区渗流模型。通过对采空区渗流场的数值模拟,确定了采空区漏风风速场。并以采空区漏风风速为依据对采空区"三带"范围进行划分。在朱仙庄873综放工作面对所建立的数值方法进行了运用,得到其采空区"三带"的范围。通过与实测结果的对比,检验了模型的正确性。     

铁路隧道下伏煤矿采空区稳定性分析

针对铁路隧道下伏采空区严重危害铁路路基的稳定和正常运营的问题,通过对隧道下部采空区调查,分析了铁路隧道下部采空区情况,并对采空区进行了稳定性数值模拟分析,采用概率积分法对采空区地表移动与变形值进行预计与评价。研究表明:铁路隧道路段下伏采空区稳定性属于不稳定类型,对拟建的铁路隧道将产生一定的危害,必须采取相应的工程治理措施。     

卢安夏铜矿露天开采下采空区顶板安全厚度研究

地下采空区给露天生产带来了极大的危害,采空区顶板安全厚度的确定是露天生产的重要安全保障。为了研究卢安夏铜矿露天开采下采空区顶板安全厚度,通过对矿山原有采矿技术条件和地质资料的分析及现场实地测量和调查并结合钻孔探测等手段,确定了露天矿下采空区的分布情况。以此分析地下采空区与露天境界空间关系并对露天边坡危险区进行区划,利用理论计算和数值模拟手段对最危险区域的采空区顶板安全厚度进行研究。结果表明:在最危险区域范围内,对不同采空区范围,不同位置的采空区进行模拟结果分析,露天开采的采空区隔离层安全厚度为16m(2个台阶高度),采空区对露天开采的影响较小。     

浅埋煤层房柱式采空区顶板-煤柱稳定性研究

为了降低房柱式采空区煤柱失稳引发顶板灾害的危险性,通过建立浅埋煤层房柱式采空区单个煤柱失效引发大面积垮落的数值模型,对房柱采空区煤柱的承载特征进行分析,得到了房柱式采空区煤柱尺寸对整个采空区稳定性的影响关系。基于房柱式采空区煤柱应力与强度的关系,建立了浅埋煤层房柱式采空区顶板-煤柱群系统数学分析模型,借助数值模拟方法,对鄂尔多斯地区奎乌煤矿房柱式采空区顶板-煤柱群系统的稳定性进行迭代计算,可对该矿房柱式采空区的稳定性及破坏发展过程进行预测,为浅埋煤层房柱式采空区顶板-煤柱群系统稳定性的评价提供了理论支持,同时再现了在流变条件下诱发大面积顶板灾害的煤柱群失稳过程。     

应用综合物探法探测渭北黄土塬采空区

以渭北某矿探测采空区为例,采用三维地震和地面电法相结合的方法,对采空区进行了解释,并对采空区的充水性进行了预测,同时对煤厚的变化引起的反射波异常进行了正演模拟,从而实现了对采空区的准确控制。经巷道验证,效果良好,为煤矿的安全生产提供了可靠的地质保障。     

氮气置换法治理采空区有害气体技术

为消除采空区瓦斯对相邻工作面的威胁,并防止煤炭自然发火,在对采空区有害气体进行抽放时,通过气体测控等手段,及时向采空区补充足量氮气,阻止新鲜空气进入采空区引起自然发火,使采空区的有害气体逐渐被氮气置换。通过气体置换,一方面消除了采空区有害气体对相邻工作面的威胁,另一方面保持了采空区的惰化状态,防止了煤炭自然发火,从而解决了易自然发火采空区有害气体治理的技术难题。